修復技術在南明河污染治理中的應用
摘要：貴陽市由于城市的發展，人口的增加，使南明河水體污染嚴重，環境受到破壞，河流的自我凈化及自我恢復能力降低．對生態系統及人類的生存環境產生嚴重的影響。針對南明河的污染，提出采取生物修復技術、曝氣復氧修復技術以及底泥疏浚控制修復技術進行治理，同時從污染源抓起，治其根本。通過采取生態系統自我修復能力和人工輔助相結合的技術手段，同時控制污染源，使南明河生態系統恢復到污染前的自然狀態，恢復南明河生態系統合理的內部結構、高效的系統功能和協調的內在關系，實現人與自然和諧共處的生態環境。
關鍵詞：修復技術；污染；治理
1 概況
南明河貫穿貴陽市城區，屬烏江的一級支流——清水河的上游源頭。南明河發源于貴州省平壩縣林卡鄉的白泥田，由西南流向東北進入貴陽市花溪，稱為花溪河，進人城區后，始稱南明河，在烏當的姜家渡出境，境內流域面積1 765 km2，全長118 km，出境處多年平均流量29．4 m3／s。南明河水口寺以上河段主要支流有：車田河、小車河、市西河、貫城河。河流上游已建成松柏山、花溪、阿哈、小關、黔靈湖等5座水庫，這5座水庫為貴陽市的防洪、灌溉、城市供水提供了有利條件。近年來，由于城市的發展，人口的增加，南明河水體污染嚴重，環境受到破壞。水體被污染后，降低了河流的自凈能力Ⅲ，對生態系統及人類的生存環境產生嚴重的影響。
2污染的主要來源
南明河的主要污染來源有3個方面。(1)工業污染。工業化過程需要大量的水，而水將大量污染物質帶入河流，如工廠的原料或成品洗滌水、場地沖洗水對南明河造成污染，貴陽火電廠循環冷卻水造成熱污染等；(2)城市生活污水、雨水進入河流導致污染。生活污水主要來自家庭、商業、學校、旅游服務業及其它城市公用設施，包括廁所沖洗水、廚房洗滌水、洗車場排水、沐浴排水及其它排水等；(3)農業污染。現代農業開發也導致河流污染，因為農業使用大量農藥和化肥，大量化肥流入導致河道植物大量生長，從而使水體富營養化。農藥則對水生生物造成短期和長期的危害。此外上游養殖業對南明河也產生污染，使河流水體變黑、變臭。
3河流修復技術
3．1生物修復技術
生物修復就是應用河流生態系統內營養及其間的關系，通過對生物群落及其生存環境的一系列調整，從而減少藻類生物量，改善水質。在南明河污染治理中，根據水位變動情況，進行植物分區，在河道常水位線以下種植水生植物，它的功能主要是凈化水質，同時為水生動物提供食物和棲息場所。沉水植物、浮水植物、挺水植物按其生態習性混合種植。在常水位至洪水位的區域下部種植濕生植物為主，上部以中生但能短時間耐水淹植物為主。植物配置種植應群落化，物種間生態位互補，上下有層次，左右相連接。此外，在南明河污染治理中，生物修復的途徑還有：人為去除魚類；投放肉食性魚類、草食性魚類、底棲動物；投放微型浮游動物；投放細菌微生物等[2]。通過植物、動物、微生物的逐步恢復，最終恢復氣候帶控制的植物群落、動物群落和微生物群落。
3．2曝氣復氧修復技術
自然凈化是河流的一個重要特征，河流自然凈化的關鍵是有機物的好氧生物降解過程。溶解氧含量是反映水體污染狀態的一個重要指標，污染水溶解氧濃度的變化過程反映河流的自凈過程[3]。溶解氧在河水自凈過程中溶解氧與曝氣能力有關。河水中的溶解氧主要來源于大氣復氧和水生植物的光合作用，其中大氣復氧是水體溶解氧的主要來源[4]。有機物降解過程中耗氧速率大于復氧與水生生物的光合作用的復氧速率之和，使溶解氧迅速下降，甚至消耗殆盡而出現無氧狀態，有機物的分解便從有氧分解為厭氧分解。細菌厭氧分解產生的二價硫和鐵形成硫化亞鐵(FeS)，硫化亞鐵沉淀造成黑色沉積，并生產臭味，使水生生態系統遭到嚴重破壞[4-5]。如果通過采取強化自然凈化措施，向河流輸送某種形式的能量或者物質，強化河流固有的自我凈化過程，加快河流的修復進程。強化自然凈化包括2個途徑：一種是向河流中進行人工充氧，可以是空氣也可以是純氧。在南明河的綜合整治過程中，河道兩岸沿線設置了多個供電設施，這樣就為那些處于厭氧狀態的河段進行人工復氧創造了條件，在河段上安裝固定的充氣設施，以增加河水中的含氧量，使河水由厭氧狀態轉變為好氧狀態；另一種途徑是向河流中投加人工培養的活性微生物以增加河水中的好氧微生物量。由于長時間處于厭氧狀態，河水中的好氧微生物很少。因此，這種方式可以達到快速修復的目的。通過采取措施，使河流由厭氧狀態向好氧狀態轉化，河流水體黑、臭現象將得到消除。
河道曝氣技術綜合曝氣氧化塘和氧化溝原理，結合推流和完全混合流的特點，有利于克服短流和提高緩沖能力，也有利于氧傳遞、液體}昆合和污染絮凝，是一種有效的污水處理方法。因此，如果在南明河河道適當的位置向河水中進行人工充氧，加速水體復氧過程，避免出現缺氧或厭氧段，使整個河道的自凈過程始終處于好氧狀態，提高水體中的好氧微生物活力，使水體污染物質得以凈化，從而改善南明河水質。
3．3底泥疏浚控制修復技術
南明河城區河段長十余公里，由于河流落差比較大，有各種攔河壩9座，平均不到2 km就有一座，水流緩慢，其生態系統類似于淺水湖泊水庫生態。底泥是淺水湖泊水庫中的內污染源，有大量的污染物積累在底泥中，包括營養鹽，底泥中的富營養元素很容易釋放進入表層水體，導致藻類繁殖，水體水質急劇惡化，這種現象極容易發生在春夏、夏秋交替的季節，此時內源性磷的負荷占舉足輕重的位置。所以對南明河底泥進行疏浚是改善南明河水質的一項重要措施。河道中的淤泥由挖斗式挖泥船疏挖，挖斗挖除的底泥放人由挖泥船拖動的脫水船，脫水船中裝置有污泥脫水設備、加藥加氯設備、泥水處理設備及干污泥輸送設備等。底泥在脫水船中首先被水稀釋，稀釋后的泥漿經隔柵將底泥中較大的固體物去除，過濾后的泥漿由泥漿泵提升進行沙水分離。不含沙的泥漿被送至污泥脫水設備，經脫水后污泥和沙由皮帶輸送機輸送至運泥船，由運泥船將其脫水后運往底泥干化站，將底泥進一步干化后運送至填埋場。污泥脫水過程中分離出來的水經處理達到排入河道水體標準后就地排放。
4污染源控制
三大修復技術能使南明河的污染得到一定的治理，但治其根本必須從源頭抓起，控制和減少上游的面源污染才是治本措施。首先，合理的工業布局可以充分利用自然環境的自然能力，變惡性循環為良性循環，起到發展經濟，控制污染的作用。上游的工廠、電廠可分期分批進行搬遷，同時關、停、并那些耗水量大、污染重，治污代價高的企業。
例如貴陽火電廠已計劃搬遷至貴州省織金縣，對貴陽電池廠等可選擇關閉或搬遷，逐步減少工業對南明河的污染；其次，修建污水處理廠，將城市生活污水、雨水等引入污水處理廠進行處理后排放，嚴格控制水質；第三，對上游農業結構進行調整，走綠色農業與可持續發展之路，不用或少用化肥和農藥，減少化肥和農藥的污染，降低水體富營養化和農藥對水生生物造成的危害，同時對小河區和花溪區靠近南明河的畜禽養殖業、水產養殖業進行調整，減少污水的排放。
5 結語
采取生態系統自我修復能力和人工輔助相結合的技術手段，同時從污染源抓起，治其根本，使南明河生態系統恢復到污染前的自然狀態，恢復南明河生態系統合理的內部結構、高效的系統功能和協調的內在關系，這樣既有利于保護南明河的水生態環境，又有利于提高水體的自凈能力，同時也能構筑具有親水理念的景觀河道，實現人與自然和諧共處的生態環境。
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收稿日期：2008～02·13 修回日期：2008—04—02
資助項目：貴州省科學技術基金項目。貴州喀斯特地區土壤侵蝕機理研究”[黔科合丁字(2008)2076]
作者簡介：石德坤(198l一)，男(漢族)．貴州省黎平縣人，學士學位，助理工程師主要從事水土保持t作。E-mail：shidekun2008(螢163．corn。
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